第 1 部分 氢能 — 未来的燃料?

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Hydrogen tanks

COP27 “加速实现净零排放”洞察力系列

值此世界各国领导人准备于下月齐聚 COP27 之际,我们将就推进净零排放转型亟须采取行动这一重大议题展开探讨。在我们新的“加速实现净零排放”洞察力系列中,我们的专家将探讨氢能、煤炭过渡、清洁冷却、公正过渡以及价值链以外的内容。我们将分享对每种挑战和机遇的看法,并举例说明帮助我们加速走向脱碳未来的切实解决方案。我们将探讨三部分内容,即氢能潜力、部署难点以及如何克服这些难点,首先从第一部分开始。

我们不能忘记,能源危机正与日益严重的极端气候状况如影随形。自 2008 年以来,每年平均有 2,250 万人流离失所。70 多个国家/地区设定了净零目标,这意味着我们的议程不能忽视脱碳议题3。无论是通过使用可再生电力进行电解产生氢气,还是通过碳捕获和存储进行天然气重整获得氢气,清洁氢气对电气化不可行或成本过高的行业(例如长途运输和工业)实现脱碳尤其重要。


随着许多国家的天然气价格飙升(例如,英国的天然气价格比其十年平均水平高出十倍2),创新和降低成本的时机已经成熟。能源危机的影响不仅将导致家庭支出增加,钢铁公司、化工厂和制造商还都将感受到能源价格上涨的影响。当通过电解或生物质气化生产时,氢气提供一种本土替代方案,不受全球化石燃料市场的影响。因此,对于陷入困境的行业来说,氢气正成为可行性日益增加的选择。

 
虽然氢能提供的安全和环境效益得到广泛认可,但对未来能源系统的贡献却鲜为人知。以可变可再生能源为主的系统需要更高水平的灵活性、能量存储、可再生能源整合和系统弹性。氢能可以提供以下所有优势:  

  • 灵活性 – 在发电量超过需求期间将可再生能源连接到电解槽,可以生产氢能以应对这些不断变化的发电/用电模式。 
  • 能量存储– 电子难以长时间存储。通过将电力转化为氢,可以在夏季可再生能源发电达到峰值时捕获能量并储存到冬季。
  • 系统弹性 – 氢能可用于为峰值发电厂提供燃料,在需求旺盛期间使用。
  • 可再生能源整合– 通过将可再生能源转化为氢能,提供将可再生能源作为分子而不是电子输入能源系统的选择。这可以克服电网限制和输电损耗的问题。

由于氢气作为能源载体的多功能性,可以帮助解决以下这三方面的挑战 - 能源安全、脱碳和能源系统弹性。但是,它不是无所不能。研究表明,氢气是一种间接的温室气体,尽管在使用期间不排放二氧化碳,但与大气中的温室气体发生反应,会增加其全球变暖的可能性4


在生产、存储和分配过程中,任何氢气泄漏到大气中都会间接导致全球变暖。因此,我们必须谨慎行事,通过有针对性的创新解决氢气的高成本和部署难点,确保以最佳方式将其整合到我们的能源系统中。 


在氢能洞察力系列的第二部分中,我们将研究其部署难点 - 技术、监管和经济。仅通过分析和解决这些难点,才会发挥出氢能的潜力。


参考文献: